水泵机械密封常见渗漏现象及对策
由于压力产生的渗漏
(1) 高压和压力波造成的机械密封渗漏 由于弹簧比压力及总比压设计过大和密封腔内压力**过3MPa 时,会使密封端面比压过大, 液膜难以形成, 密封端面磨损严重, 发热量增多, 造成密封面热变形。
对策: 在装配机封时, 弹簧压缩量一定要按规定进行, 不允许有过大或过小的现象, 高压条件下的机械密封应采取措施。为使端面受力合理, 尽量减小变形, 可采用硬质合金、陶瓷等耐压强度高的材料, 并加强冷却的润滑措施, 选用可*的传动方式, 如键、销等。
(2) 真空状态运行造成的机械密封渗漏 泵在起动、停机过程中, 由于泵进口堵塞, 抽送介质中含有气体等原因, 有可能使密封腔出现负压, 密封腔内若是负压, 会引起密封端面干摩擦, 内装式机械密封会产生漏气(水) 现象, 真空密封与正压密封的不同点在于密封对象的方向性差异, 而且机械密封也有其某一方向的适应性。
对策: 采用双端面机械密封, 这样有助于改善润滑条件, 提高密封性能。
三、由于介质引起的渗漏
(1) 大多数潜污泵机械密封拆解后, 静环和动环的密封件无弹性, 有的已经腐烂, 造成了机封的大量渗漏甚至有磨轴的现象。由于高温、污水中的弱酸、弱碱对静环和动环橡胶密封件的腐蚀作用, 造成了机械渗漏过大, 动、静环橡胶密封圈材料为—40 , 不耐高温, 不耐酸碱, 当污水为酸性碱性时易腐蚀。
对策: 对腐蚀性介质, 橡胶件应选用耐高温、耐弱酸、弱碱的氟橡胶。
(2) 固体颗粒杂质引起的机械密封渗漏 如果固体颗粒进入密封端面, 将会划伤或加快密封端面的磨损,水垢和油污在轴(套) 表面的堆积速度**过摩擦副的磨损速度, 致使动环不能补偿磨耗位移, 硬对硬摩擦副的运转寿命要比硬对石墨摩擦副的长, 因为固体颗粒会嵌入石墨密封环的密封面内。
对策: 在固体颗粒容易进入的位置应选用碳化钨对碳化钨摩擦副的机械密封。
目前机械密封在泵类产品中的应用非常广泛,而随着产品技术水平的提高和节约能源的要求,机械密封的应用前景将较加广泛。机械密封的密封效果将直接影响整机的运行,尤其是在石油化工领域内,因存在易燃、易爆、易挥发、剧毒等介质,机械密封出现泄漏,将严重影响生产正常进行,严重的还将出现重大安全事故。人们在分析质量故障原因时,往往习惯在机械密封自身方面。
1机械密封的原理及要求
机械密封是靠一对相对运动的环的端面A (一个固定,另一个与轴一起旋转,见图1) 相互贴合形成的微小轴向间隙起密封作用,这种装置称为机械密封。
机械密封通常由动环、静环、压紧元件和密封元件组成。其中动环和静环的端面组成一对摩擦副,动环靠密封室中液体的压力使其端面压紧在静环端面上,并在两环端面上产生适当的比压和保持一层较薄的液体膜而达到密封的目的。压紧元件产生压力,可使泵在不运转状态下,也保持端面贴合,保证密封介质不外漏,并防止杂质进入密封端面。密封元件起密封动环与轴的间隙B、静环与压盖的间隙C的作用,同时对泵的振动、冲击起缓冲作用。机械密封在实际运行中不是一个孤立的部件,它是与泵的其它零部件一起组合起来运行的,同时通过其基本原理可以看出,机械密封的正常运行是有条件的,例如:泵轴的窜量不能太大,否则摩擦副端面不能形成正常要求的比压;机械密封处的泵轴不能有太大的挠度,否则端面比压会不均匀等等。只有满足类似这样的外部条件,再加上良好的机械密封自身性能,才能达到理想的密封效果。
2外部条件影响的原因分析
2.1泵轴的轴向窜量大
机械密封的密封面要有一定的比压,这样才能起到密封作用,这就要求机械密封的弹簧要有一定的压缩量,给密封端面一个推力,旋转起来使密封面产生密封所要求的比压。为了保证这一个比压,机械密封要求泵轴不能有太大的窜量,一般要保证在0.5 mm以内。但在实际设计当中,由于设计的不合理,往往泵轴产生很大的窜量,对机械密封的使用是非常不利的。这种现象往往出现在多级离心泵中,尤其是在泵启动过程中,窜量比较大。
为平衡盘方法平衡轴向力的工作原理。平衡盘工作时自动改变平衡盘与平衡环之间的轴向间隙b,从而改变平衡盘前后两侧的压差,产生一个与轴向力方向相反的作用力来平衡轴向力。由于转子窜动的惯性作用和瞬态泵工况的波动,运转的转子不会静止在某一轴向平衡位置。平衡盘始终处在左右窜动的状态。平衡盘在正常工作中的轴向窜量只有0105 ~011 mm,满足机械密封的允许轴向窜量015 mm的要求,但平衡盘在泵启动、停机、工况剧变时的轴向窜量可能大大**过机械密封允许的轴向窜量。
泵经过长时间运行后,平衡盘与平衡环摩擦磨损,间隙b随着,机械密封轴向窜量不断增加。由于轴向力的作用,吸入侧的密封面的压紧力增加,密封面磨损加剧,直至密封面损坏,失去密封作用。吐出侧的机械密封,随着平衡盘的磨损,转子部件的轴向窜量大于密封要求的轴向窜量,密封面的压紧力减小,达不到密封要求,终使泵两侧的机械密封全部失去密封作用。
2.2轴向力偏大
机械密封在使用过程中是不能够承受轴向力的,若存在轴向力,对机械密封的影响是严重的。有时由于泵的轴向力平衡机构设计的不合理及制造、安装、使用等方面的原因,造成轴向力没有被平衡掉。机械密封承受一个轴向力,运转时密封压盖温度将偏高,对于聚丙烯类的介质,在高温下会被熔融,因此泵启动后很快就失去密封效果,泵静止时则密封端面出现间断的喷漏现象。
2.3泵轴的挠度偏大
机械密封又称端面密封,是一种旋转轴向的接触式动密封,它是在流体介质和弹性元件的作用下,两个垂直于轴心线的密封端面紧密贴合、相对旋转,从而达到密封效果,因此要求两个密封之间要受力均匀。但由于泵产品设计的不合理,泵轴运转时,在机械密封安装处产生的挠度较大,使密封面之间的受力不均匀,导致密封效果不好。
2.4没有冲洗系统或冲洗系统设置不合理
机械密封的冲洗系统是非常重要的,它可以有效地保护密封面,起到冷却、润滑、冲走杂物等作用。有时设计员没有合理地配置冲洗系统,达不到密封效果; 有时虽然设计人员设计了系统,但由于冲洗液中有杂质,冲洗液的流量、压力不够,冲洗口位置设计不合理等原因,也同样达不到密封效果。
2.5振动偏大
机械密封振动偏大,终导致失去密封效果。但机械密封振动偏大的原因往往不是机械密封本身的原因,泵的其它零部件是产生振动的根源,如泵轴设计不合理、加工的原因、轴承精度不够、联轴器的平行度差、径向力大等原因。
2.6泵汽蚀的原因
由于装置系统操作不合理以及泵进口汽蚀性能不好、泵的转速偏高,在泵的处发生局部汽蚀,汽蚀发生后,水中会有气泡,它一方面会冲击机械密封面的外表面,使其表面出现破损; 另一方面会使动静环的吻合面的流动膜中也含有气泡,不能形成稳定的流动膜,造成动静环的吻合面的干摩擦,使机械密封装置损坏。
2.7机械加工精度不够
机械加工精度不够,原因有很多,有的是机械密封本身的加工精度不够,这方面的原因容易引起人们的注意,也容易找到。但有时是泵其它部件的加工精度不够,这方面的原因,不容易引起人们的注意。例如:泵轴、轴套、泵体、密封腔体的加大精度不够等原因。这些原因的存在对机械密封的密封效果是非常不利的。
机械密封由于压力产生的泄漏现象及补救措施
发现泵有泄漏现象时一定要仔细观察,初步判断机械密封泄漏点,机械密封有五个容易泄漏点(如下图)请参照使用,方便拆泵检查维修。
(1) 高压和压力波造成的机械密封泄漏:由于弹簧比压力及总比压设计过大和密封腔内压力**过3MPa 时,会使密封端面比压过大, 液膜难以形成, 密封端面磨损严重, 发热量增多, 造成密封面热变形。
补救措施: 在装配机封时, 弹簧压缩量一定要按规定进行, 不允许有压死或压太松的现象, 压死的情况下,弹簧无法根据需要收缩或补偿,并且会增加动静环面的摩擦热量,减少了整套机械密封的使用寿命。高压条件下的机械密封应采取措施。为使端面受力合理, 尽量减小变形, 可采用硬质合金、陶瓷等耐压强度高的材料, 并加强冷却的润滑措施, 选用可固定的传动方式, 如键、销等。
(2) 真空状态运行造成的机械密封渗漏:泵在起动、停机过程中, 由于泵进口堵塞, 抽送介质中含有气体等原因, 有可能使密封腔出现负压, 密封腔内若是负压, 会引起密封端面干摩擦, 内装式机械密封会产生漏气(水) 现象, 真空密封与正压密封的不同点在于密封对象的方向性差异, 而且机械密封也有其某一方向的适应性。
补救措施: 采用双端面机械密封, 这样有助于改善润滑条件, 提高密封性能。
上海克兰密封件有限公司
机械密封安装使用说明
机械密封是精密的轴封部件,必须正确安装,正确使用,才能充分发挥机械密封的特长,实现密封功能,保证其安全可靠的运转。
1、安装前的准备
1)、安装机械密封前,必须保证相关设备、系统均已停用和处于非工作状态,并且已达到环境温度和常压,了解设备内的残液对人员的伤害程度,以便采取必要的安全措施,以保证机械密封安装过程中的人身安全。
2)、安装前将机封组件清洗干净.并且在轴表面上涂抹一些机油或黄油均可,防止安装时非金属元件(如橡胶O形圈)被损伤。 特别注意的是:乙丙材料的橡胶圈不能与油或脂接触,此时,推荐使用水或硅油进行清洗和润滑。
3)、与机械密封接触的零件表面粗糙度不大于Ra3.2, 密封圈通过的部位应有光滑的过渡倒角,轴肩倒角为3×10°或倒圆,端盖倒角为2~2.5×20°。
(如图)
4)、单级泵轴径向跳动不大于0.05mm、多级泵轴径向跳动不大于0.05-0.085mm。
5)、轴端跳动小于0.1mm.(如图1)
6)、密封腔止口端面与轴的垂直度小于0.1mm.(如图2)
7)、泵轴轴向串动量不大于±1mm.(要求按实际设计)
2、安装顺序:
1)、在安装前,建议做以下检查: ①.检查机械密封轴套的长度、内径,也可与换下的旧机械密封的尺寸作比较,也可采用机械密封与轴试装方法检查轴套。 ②.检查密封腔和机械密封的配合尺寸以及螺钉连接尺寸。检查完毕相关的尺寸,准确无误以后再进行安装。
2)、对于散装式轻型机封,在安装时需确保机封工作长度尺寸符合设计要求(图示尺寸L1),不同型号规格机封工作长度尺寸请查阅公司样本对应型号规格。在确定工作长度后,把动组件传动螺钉紧固在泵轴相应位置上,然后把静环安装在压盖上,扣上压盖,拧紧压盖螺钉。
上海克兰密封件有限公司是国内生产机械密封件的骨干企业。公司建筑面积12000平方米,拥有国内的产品设计技术,**的生产增速和检测设备。全公司实行微机管理,建立了健全的质量管理体系,获得了ISO9001:2015质量管理体系认证。 多年来,企业博众之长,创新开拓,坚持质量,诚信为本的企业宗旨,以快的速度生产高质量的产品,满足国内外用户对高技术机械密封的要求,公司现生产近四十多个系列以及多内外各种非标产品,年销售百万套机械密封件产品**石油,化工,电力,轻工,给排水等行业,深受国内外用户的**。机械密封的销售额列全国密封行业的前例。 我公司竭诚为广大客户提供满意的产品,周到的服务,热诚欢迎惠顾。